Ich baue diesen Sommer einen Lebensmittelkühler für Camping. Mein Plan ist es, eine thermoelektrische Kühlbox zu bauen, die mit Solarenergie betrieben wird. Mein Kühler sieht ungefähr so aus:
einschließlich eines CPU-Lüfters auf der heißen Seite und eines Kühlkörpers auf der kühlen Seite. Ich habe ein 5-W-12-V-Solarpanel gekauft, um es zu betreiben (und es so zu machen, dass ich es auch an mein Auto anschließen kann). Sowohl der Lüfter als auch der TEC werden parallel zur Quelle angeschlossen. Beim Testen mit einem Netzteil läuft der Lüfter nur, wenn er in Reihe geschaltet ist, was ihn bei 6 V laufen lassen würde. Parallel läuft der Lüfter nicht. Dies ist ein CPU-Lüfter, der mit 12 V läuft.
Was ist los? Irgendwelche Vorschläge für eine Lösung?
Ich hasse es, die gestellte Frage zu vermeiden, aber Sie müssen Ihre grundlegende coolere Idee überdenken.
Beginnen wir mit Ihren Solarzellen. Ein 5-W-12-V-Panel impliziert einen Kurzschlussstrom von ~0,4 Ampere. Das ist 0,4 x 12 = 4,8. Solarzellen haben typischerweise eher eine im Wesentlichen konstante Stromausgabe als eine konstante Spannungsausgabe.
Ein Standard-50-W-, 40 mm x 40 mm-Peltier-Gerät hat einen Widerstand von ~ 5 Ohm.
Wenn Sie Ihre Kühlbox betreiben, erzeugt das Solarpanel also eine Spannung von 0,4 Ampere x 5 Ohm oder 2 Volt an der Kühlbox. Eine andere Sichtweise ist, dass die an den Kühler gelieferte Leistung 0,4 x 0,4 x 5 oder 0,8 Watt beträgt.
TECs arbeiten normalerweise mit einem Wirkungsgrad von etwa 10 %, sodass Ihr 5-W-Solarmodul am Kühler nur etwa 0,8 Watt erzeugt und der Kühler nur 0,08 Watt Kühlung erzeugt.
Ich denke, Sie haben viel dringendere Probleme als Ihre Fans.
Der TEC hat einen sehr niedrigen Widerstand, vergleichbar mit oder niedriger als der Innenwiderstand des Solarmoduls. Dies bedeutet, dass, wenn es über das Solarpanel angeschlossen ist, die Spannung darüber zu niedrig abfällt, um den Lüfter zu betreiben. Wenn Sie es andererseits mit dem Lüfter mit relativ hohem Widerstand in Reihe schalten, liegt viel Spannung am Lüfter an, um ihn zu betreiben, da am TEC nur ein sehr geringer Spannungsabfall auftritt. Leider bedeutet dies, dass der Lüfter mehr Strom verbraucht als der TEC, sodass nicht viel Kühlung stattfindet.
Es gibt bei weitem nicht genug Leistung von Ihrem Solarmodul, um einen ineffizienten TEC zu betreiben und vernünftige Mengen an Kühlung zu erzeugen.
So etwas für das Solarpanel kommt näher: (20x, in Übereinstimmung mit dem 10x+ größeren Solarpanel, wie Russell vorschlägt). Möglicherweise benötigen Sie mehr als einen.
TECs sind eine Art thermischer Kurzschluss, wenn sie keinen Strom leiten, daher erzeugt TEC viel Wärmeverlust, wenn die Sonne ausgeschaltet ist (es sei denn, Sie campen im Sommer in der hohen Arktis und haben Sonnenlicht (oder zumindest etwas Licht) rund um die Uhr). Natürlich ist der Lüfter ausgeschaltet, aber es wäre besser, wenn Sie den TEC durch einen Block mit guter Isolierung ersetzen könnten, wenn er keinen Nettokühleffekt erzeugt. Oder fügen Sie einen Akku und ein Ladegerät sowie eine ausreichende Kapazität des Solarpanels hinzu, um alles zu betreiben.
Vielleicht gewöhnen Sie sich an Pemmikan , das einen hohen Energiegehalt pro Massen- und Volumeneinheit hat. Oder heben Sie opportunistisch Eis auf und verbrauchen Sie verderbliche Waren, bevor es schmilzt. Ein 100-Quart-Coleman-Kühler, der mit Trockeneis und Wassereis gefüllt ist, soll angeblich bis zu zwei Wochen kalt bleiben, aber es sind 100 Pfund, bevor Lebensmittel hinzugefügt werden. Ein Phasenwechselmaterial im Kühler würde als Speicher fungieren, wie die oben vorgeschlagene Batterie.
Wenn die Region nachts eine Wüste mit klarem Himmel ist, kann es praktisch sein, nachts die Kälte des Himmels zu nutzen, anstatt tagsüber das Licht der Sonne, aber das geht weit vom Thema ab.
Einfache Antwort, der Peltier stiehlt den gesamten Strom. Strom fließt auf dem Weg des geringsten Widerstands. Und wenn die Ampereaufnahme des Peltiers höher ist als die Stromversorgung liefern kann, funktioniert die Schaltung nicht. Der Peltier wird die ganze Energie auslaugen und die Ventilatoren werden nicht funktionieren. Am besten schalten Sie das Gerät von einer Motorradbatterie aus und verwenden das Solarpanel zum Erhaltungsladen der Batterie mit einem PWM-Ladegerät.
Russell McMahon
Andi aka